quy trình sản xuất tinh bột ấu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG




NGÔ THANH TRÚC



QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT ẤU




Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆTHỰC PHẨM






Cần Thơ, 5- 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




Tên đề tài:

QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT ẤU






Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Ths. NGUYỄN NHẬT MINH PHƯƠNG NGÔ THANH TRÚC
MSSV: C1200665
Lớp: CNTP K38




Cần Thơ, 5- 2014
i

Đề tài “Quy trình sản xuất tinh bột ấu” do Ngô Thanh Trúc thực hiện. Luận văn
đã báo cáo trước hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đại học và được hội đồng thông
qua.

Giáo viên hướng dẫn Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Chủ tịch hội đồng

Nguyễn Nhật Minh Phương

ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình luận văn nào trước đây.


Sinh viên thực hiện


Ngô Thanh Trúc

iii
LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, em xin gửi lời cám ơn chân thành
đến cô Nguyễn Nhật Minh Phương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ kiến thức chuyên
môn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và tốt nhất để em có thể hoàn thành bài luận văn
này.
Em xin cám ơn cô Nguyễn Thị Thu Thủy đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình
làm thí nghiệm để em có thể hoàn thành tốt các thí nghiệm.
Em xin được cám ơn các bạn trong phòng thí nghiệm D109 đã nhiệt tình giúp đỡ
em trong quá trình làm thí nghiệm.
Dù đã cố gắng hết sức nhưng kiến thức về mặt chuyên môn còn nhiều hạn chế nên
bài luận văn không tránh khỏi nhiều sai sót, mong quí thầy cô bỏ qua và đóng góp ý
kiến để bài luận văn này được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc quí thầy cô và các bạn nhiều sức khỏe và thành công
trong cuộc sống.
Một lần nửa em xin chân thành cảm ơn!


Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện


Ngô Thanh Trúc

iv
TÓM LƯỢC
Đề tài “Quy trình sản xuất tinh bột ấu” được thực hiện ở quy mô phòng thí
nghiệm. Củ ấu với một hàm lượng tinh bột cao gần 50% được xử lý cẩn thận
(ngâm, rửa, bóc vỏ, gọt bỏ lớp vỏ đen kế lớp thịt ấu, rửa lại, cắt khúc) rồi cho ngâm
trong dung dịch NaHSO
3
với các nồng độ 0; 0,4; 0,5 và 0,6% trong các thời gian 0;
30; 45 và 60 phút. Sau đó khảo sát hàm lượng protein, hiệu suất thu hồi và độ trắng
của tinh bột thành phẩm để xác định được khả năng ảnh hưởng đến sự phân cắt liên
kết giữa protein và tinh bột, sự ảnh hưởng của NaHSO
3
và thời gian ngâm đến độ
trắng của tinh bột đồng thời dựa vào đó tìm ra nồng độ NaHSO
3
và thời gian ngâm
thích hợp nhất.
Bên cạnh đó, tìm ra phương pháp phân tách tinh bột tối ưu nhất giữa 2 phương

pháp lắng và ly tâm nhằm mục đích nâng cao hiệu suất thu hồi của quá trình và sản
xuất được tinh bột có độ trắng đạt yêu cầu. Để xác định được độ trắng của tinh bột,
sử dụng phần mềm colorschemer studio 2 đo hệ màu R, G, B sau đó chuyển sang hệ
L, a, b. Giá trị L là độ trắng cần xác định.
Khảo sát sự ảnh hưởng của các chế độ nhiệt khác nhau ảnh hưởng đến độ trắng
của tinh bột thành phẩm trong quá trình sấy khô tinh bột ướt bằng dòng không khí
nóng có nhiệt độ 45, 50, 55 và 60
0
C. Độ trắng của mẫu cũng được xác định dựa
trên giá trị L.
Kết quả thí nghiệm cho thấy ở nồng độ NaHSO
3
0,5 % và ngâm nguyên liệu trong
dung dịch NaHSO
3
với thời gian 60 phút sẽ góp phần làm giảm hàm lượng protein
trong tinh bột, nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột của quy trình. Đồng thời phương
pháp ly tâm giúp nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột và độ trắng của tinh bột thành
phẩm khi thực hiện tách tinh bột với phương pháp ly tâm đạt kết quả tốt nhất. Trong
quá trình sấy khô tinh bột ướt đến độ ẩm 12 – 14% nhiệt độ sấy tối ưu được chọn là
55
0
C. Sấy ở nhiệt độ này, tinh bột thành phẩm thu được có màu trắng nhất.

v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN II
LỜI CẢM ƠN III
TÓM LƯỢC IV
MỤC LỤC V
DANH SÁCH HÌNH IX
DANH SÁCH BẢNG XI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1.

ĐẶT

VẤN

ĐỀ 1
1.2.

MỤC

TIÊU 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1.

TỔNG

QUAN

VỀ

NGUYÊN

LIỆU

ẤU 3
2.1.1. Nguồn gốc và đặc điểm 3
2.1.2. Thành phần hóa học và tác dụng 4
2.1.2.1. Thành phần hóa học 4
2.1.2.2. Tác dụng chữa bệnh và một số cách trị bệnh từ củ ấu 5
2.1.3. Ấu độc (Ấu tàu) 6
2.2.

TINH

BỘT 7
2.2.1. Cấu tạo của tinh bột 8
2.2.1.1. Amylose 9
2.2.1.2. Amylopectin 11
2.2.2. Tính chất của tinh bột 13
2.2.2.1. Tính chất vật lý 13
2.2.2.2. Tính chất hóa học 17
2.3. NATRI BISULFITE (NaHSO
3
) 26
2.3.1. Tổng quan 26
2.3.2. Ứng dụng 26
2.3.2.1. Ứng dụng trong thực phẩm 26
2.3.2.2. Ứng dụng trong công nghiệp 27

vi
2.4.

MỘT

SỐ

QUÁ

TRÌNH

CƠ

BẢN

TRONG

SẢN

XUẤT

TINH

BỘT 27
2.4.1. Nghiền 27
2.4.2. Ly tâm 28
2.4.2.1. Giới thiệu chung 28
2.4.2.2. Cơ sở khoa học 28
2.4.2.3. Tiến hành ly tâm 28

2.4.3. Sấy 28
2.4.3.1. Giới thiệu chung về quá trình sấy 28
2.4.3.2. Các giai đoạn của quá trình sấy 29
2.4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 29
2.5.

QUY

TRÌNH

SẢN

XUẤT

TINH

BỘT

THAM

KHẢO 30
2.5.1. Sơ đồ quy trình 30
2.5.2. Giải thích quy trình 31
2.5.2.1. Nguyên liệu 31
2.5.2.2. Ngâm - Rửa - Tách vỏ - Cắt khúc - Ngâm lần 2 31
2.5.2.3. Nghiền 32
2.5.2.4. Tách dịch bào và rửa tách tinh bột 32
2.5.2.5. Tách tinh bột khỏi nước dịch 32
2.5.2.6. Tinh chế sữa tinh bột 32
2.5.2.7. Rửa tinh bột và lắng 33

2.5.2.8. Sấy 33
2.5.2.9. Nghiền mịn 33
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 34
3.1.

PHƯƠNG

TIỆN

THÍ

NGHIỆM 34
3.1.1. Thời gian và địa điểm 34
3.1.2. Nguyên liệu 34
3.1.3. Thiết bị, dụng cụ 34
3.1.4. Hóa chất 34
3.2.

PHƯƠNG

PHÁP

THÍ

NGHIỆM 34

vii
3.2.1. Quy trình thí nghiệm 34
3.2.2. Phương pháp phân tích số liệu 36
3.2.2.1. Đạm tổng số 36

3.2.2.2. Màu sắc 36
3.2.2.3. Hàm lượng ẩm 36
3.2.2.4. Hiệu suất thu hồi 36
3.3. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 36
3.3.1. Thí nghiệm 1 36
3.3.2. Thí nghiệm 2 38
3.3.3. Thí nghiệm 3 40
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43
4.1.

ẢNH

HƯỞNG

CỦA

NỒNG

ĐỘ

NaHSO
3

VÀ

THỜI

GIAN

NGÂM

ĐẾN

HÀM

LƯỢNG

PROTEIN,

HIỆU

SUẤT

THU

HỒI

VÀ

ĐỘ

TRẮNG

TINH

BỘT

THÀNH

PHẨM 43

4.1.1. Hàm lượng protein trong tinh bột 43
4.1.2. Hiệu suất thu hồi tinh bột 46
4.1.3. Độ trắng của tinh bột 48
4.2.

ẢNH

HƯỞNG

CỦA

PHƯƠNG

PHÁP

THU

HỒI

ĐẾN

HIỆU

SUẤT

VÀ

ĐỘ

TRẮNG

TINH

BỘT

THÀNH

PHẨM 50
4.3.

ẢNH

HƯỞNG

CỦA

CHẾ

ĐỘ

SẤY

ĐẾN

MÀU

SẮC

TINH

BỘT 52
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55
5.1.

KẾT

LUẬN 55
5.2.

KIẾN

NGHỊ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC 1: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG TINH BỘT XII
PHỤ LỤC 2: THỜI GIAN TIẾP XÚC CỦA TINH BỘT VỚI NƯỚC DỊCH
ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TRẮNG CỦA TINH BỘT XIII
PHỤ LỤC 3: CÁCH KIỂM TRA HÀM LƯỢNG PROTEIN TRONG TINH
BỘT THÀNH PHẨM ( PHƯƠNG PHÁP KIJELDAHL) XIV
1. Vô cơ hóa mẫu xiv

viii
2. Lôi cuốn đạm xiv
3. Chuẩn độ xiv
4. Tính toán kết quả xiv
5. Xác định hàm lượng protein xv
PHỤ LỤC 4: PHƯƠNG PHÁP ĐO MÀU COLORSCHEMER STUDIO 2 . XVI
PHỤ LỤC 5: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT THU HỒI TINH
BỘT XVIIII
PHỤ LỤC 6: KẾT QUẢ THỐNG KÊ XVIIIII
1. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ NaHSO

3
đến hàm lượng protein
trong tinh bột thành phẩm, hiệu suất thu hồi và độ trắng của tinh bột thành phẩm
xviii
2. Ảnh hưởng của phương pháp thu hồi đến hiệu suất và độ trắng của tinh bột
thành phẩm xx
3. Ảnh hưởng của chế độ sấy đến độ trắng của tinh bột thành phẩm xx


ix
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Cây ấu 3
Hình 2. Củ ấu trụi 3
Hình 3. Củ ấu gai 3
Hình 4. Ấu sừng trâu 3
Hình 5. Cây ấu tàu 7
Hình 6. Củ ấu tàu 7
Hình 7. a) Tinh bột và b) mô hình cấu tạo của tinh bột 7
Hình 8. a) Cấu tạo phân tử amylose và b) Mô hình phân tử amylose 10
Hình 9. Các phân tử iot sắp xếp trong trục xoắn ốc của amylose 10
Hình 10. a) Cấu tạo phân tử amylopectin và b) Mô hình phân tử amylopectin 12
Hình 11. Sơ đồ hồ hóa tinh bột 14
Hình 12. Sơ đồ quá trình tạo gel của tinh bột 14
Hình 13. Sơ đồ thủy phân tinh bột 17
Hình 14. Sơ đồ sản phẩm phản ứng thủy phân tinh bột 18
Hình 15. Enzyme

- amylase 19
Hình 16. Sơ đồ tác dụng của của hệ enzyme amylase lên tinh bột 20
Hình 17. Sơ đồ tương quan giữa các dextrin 21

Hình 18. Quá trình thủy phân tinh bột xúc tác bởi enzyme

amylase 22
Hình 19. Enzyme

- amylase 22
Hình 20. Cơ chế tác dụng của

- amylase lên tinh bột 23
Hình 21. Enzyme glucoamylase 23
Hình 22. Quy trình sản xuất tinh bột tham khảo 30
Hình 23. Quy trình thí nghiệm sản xuất tinh bột ấu 35
Hình 24. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 38
Hình 25. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 40
Hình 26. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 42
Hình 27. Kết quả hàm lượng protein của các mẫu khi xử lý nồng độ NaHSO
3
và
thời gian ngâm khác nhau 44

x
Hình 28. Hiệu suất thu hồi tinh bột dựa trên nồng độ NaHSO
3
và thời gian ngâm
khác nhau 48
Hình 29. Độ trắng của tinh bột ở các nhiệt độ sấy khác nhau 53


xi
DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1. Hàm lượng tinh bột trong một số loại thực vật 4
Bảng 2. Thành phần hóa học trong 100 g củ ấu 5
Bảng 3. Hàm lượng amylose và amylopectin trong một số loại tinh bột 8
Bảng 4. Hiệu suất cực đại của oligosaccharide với mức độ thủy phân tinh bột khác
nhau 18
Bảng 5. Hàm lượng theo phần trăm chất khô của ngô trước và sau khi ngâm 31
Bảng 6. Kết quả hàm lượng protein của các mẫu xử lý NaHSO
3
và thời gian ngâm
khác nhau 43
Bảng 7. Hiệu suất thu hồi tinh bột theo từng chế độ ngâm NaHSO
3
và thời gian
ngâm khác nhau 46
Bảng 8. Độ trắng tinh bột thành phẩm 49
Bảng 9. Phương pháp phân tách tinh bột ảnh hưởng đến hiệu suất và độ trắng tinh
bột thành phẩm 50
Bảng 10. Độ trắng của tinh bột ở các nhiệt độ sấy khác nhau 53

1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong cuộc sống chúng ta không thể phủ nhận được những đóng góp vô cùng hữu
ích của tinh bột. Trong dinh dưỡng con người tinh bột được biết đến như là chất tạo
nguồn năng lượng chính cho hoạt động của cơ thể vì trong quá trình tiêu hóa tinh
bột được chuyển hóa thành đường glucose tạo ra một lượng lớn calo cung cấp cho
các hoạt động sống hằng ngày của cơ thể. Bên cạnh đó trong các lĩnh vực khác tinh
bột cũng chiếm giữ một vị trí vô cùng quan trọng và cần thiết. Trong công nghiệp
thực phẩm tinh bột được dùng làm phụ gia trong công nghệ sản xuất bánh kẹo, đồ
hộp, tinh bột được biết đến như chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là

tác nhân làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo cấu
trúc cứng chắc và đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Người ta còn ứng dụng tinh bột
trong công nghệ xử lý nước thải, trong xây dựng tinh bột được dùng làm chất gắn
kết bê tông, tăng tính liên kết cho đất sét, đá vôi, dùng làm keo dính gỗ, phụ gia sản
xuất ván ép, phụ gia cho sơn. Trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm tinh bột
được dùng làm phấn tẩy trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt
và tá dược. Trong công nghiệp giấy, tinh bột được dùng để chế tạo chất phủ bề mặt,
thành phần nguyên liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em. Trong
công nghiệp dệt tinh bột dùng trong đồ vải sợi, in. Ứng dụng trong nông nghiệp tinh
bột được dùng làm chất trương nở, giữ ẩm cho đất và cây trồng chống lại hạn hán.
Ngoài ra tinh bột được dùng làm màng plastic phân hủy sinh học, thuộc da, keo
nóng chảy, khuôn đúc, phụ gia nung kết kim loại,
Ngày nay chúng ta đang áp dụng nhiều quy trình tiên tiến để sản xuất ra các loại
tinh bột có chất lượng cao nhằm phục vụ cho nhu cầu của con người trong cuộc
sống hiện đại hóa. Nguồn nguyên liệu thường dùng để sản xuất tinh bột là các loại
củ chứa hàm lượng tinh bột cao như khoai mì (21,5%), khoai lang (27,9%), khoai
tây (18,5%), Đặc biệt là củ ấu với gần 50% tinh bột. Củ ấu là một loại nguyên
liệu gần gũi phổ biến với người dân vùng đồng bằng sông nước, nguồn nguyên liệu
dồi dào dễ tìm kiếm, giá rẻ và mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Kết hợp những
đặc tính nổi trội từ củ ấu cùng sự cần thiết của tinh bột trong cuộc sống từ đó phát
triển nền công nghiệp sản xuất tinh bột từ củ ấu là rất cần thiết và hữu ích. Tuy
nhiên việc sản xuất tinh bột từ củ ấu cũng gặp một số khó khăn như tách vỏ, phương
pháp thu hồi tinh bột nhằm đạt hiệu suất cao hay các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ
tinh sạch bột từ củ ấu.
Vì tính cấp thiết của việc đa dạng hóa các sản phẩm từ nguyên liệu ấu cũng như gia
tăng sản phẩm tinh bột từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nên việc khảo sát đề
tài “Quy trình sản xuất tinh bột ấu” là vô cùng cần thiết.
2
1.2. MỤC TIÊU
Mục tiêu của đề tài là đề ra quy trình cơ bản trong việc sản xuất tinh bột từ củ ấu

với các thông số tối ưu.
Nội dung khảo sát của đề tài gồm:
- Khảo sát khả năng sử dụng NaHSO
3
để phá vỡ liên kết giữa tinh bột và
protein.
- Khảo sát phương pháp để nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột từ củ ấu.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc tinh bột thành phẩm.

3
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ẤU
2.1.1. Nguồn gốc và đặc điểm
Củ ấu gồm vài loài thực vật thuộc chi Trapa có tên khoa học là Trapa bicornis L –
Hydrocaryaceae (hình 1). Chúng là cây thủy sinh thân ngắn và có lông, bản địa ở
miền ôn đới Âu - Á và Phi Châu thường mọc ở vùng nước đọng không quá 5 m
chiều sâu. Ở Việt Nam ghi nhận có ít nhất ba loài: ấu trụi có hai sừng tù được trồng
nhiều ở Hải Phòng (hình 2), ấu gai đặc tính của giống ấu này là vỏ mỏng ruột lớn
ngọt bùi hơn các giống ấu khác, có hai sừng nhọn, trồng ở Thái Bình (hình 3) và ấu
sừng trâu trồng ở Phú Thọ (hình 4).






Hình 1. Cây ấu

Hình 2. Củ ấu trụi







Hình 3. Củ ấu gai Hình 4. Ấu sừng trâu
Tuy gọi là "củ" nhưng đúng ra là "quả" vì nó phát triển dưới nước đến khi già thì
rụng và vùi xuống bùn nên được gọi là "củ". Củ ấu là một loại thực vật rất phổ biến

ở Việt Nam. Củ ấu có khi được dùng làm món ăn chơi phổ biến là ấu luộc nhưng
cũng được sử dụng rất phổ biến trong ẩm thực nước ta như giò heo hầm củ ấu, cháo
củ ấu, xi rô nước ép củ ấu đặc biệt hơn vỏ quả và toàn cây có thể dùng để làm thuốc
trị bệnh.
4
Ấu là loại cây rất lành và dễ tính, dễ tính hơn cả lúa và khoai, chỉ cần chọn những
khoảnh ruộng lầy không cấy được lúa hay những ao đầm nhỏ là có thể cấy ấu
xuống.
Cấu tạo cây ấu
Lá ấu: lá ấu có 2 dạng:
+ Lá nổi có phao ở cuống, hình quả trám, mép trên có răng cưa, dài 4 – 5 cm,
rộng 6 – 7 cm, cuống dài 6 – 15 cm ở giữa có phao.
+ Lá chìm thì phiến lá giảm, phiến xẻ lông chim nhưng rất nhỏ nên trông chỉ
còn có các đường gân.
Hoa ấu: hoa ấu thuộc loại hoa trắng mọc đơn độc hay ở kẽ lá, 4 lá đài, 4 cánh hoa, 4
nhị, bầu trung 2 ô, mỗi ô chứa 1 noãn.
Quả ấu: thường được gọi là củ có hai sừng, quả cao 35 mm, rộng 5 cm, sừng dài 2
cm, đầu sừng hình mũi tên, sừng do các lá đài phát triển thành. Trong quả chứa 1
hạt ăn được.
Cây củ ấu được trồng ở các ao đầm khắp nơi trong nước ta. Củ ấu có thể được trồng
bằng hạt hay bằng chồi. Mùa hoa vào các tháng 5 – 6 thời khắc này tiết trời ấm áp
ấu sinh trưởng tốt cho nhiều củ, mùa quả vào các tháng 7 – 9.
2.1.2. Thành phần hóa học và tác dụng
2.1.2.1. Thành phần hóa học
Tinh bột là loại cacbohydrate dự trữ chủ yếu của thực vật. Trong thực vật tinh bột
được tìm thấy ở quả, củ, hạt, thân, rễ, cùng với những hợp chất khác như protein
và lipid. Tùy từng loại nguyên liệu khác nhau mà hàm lượng tinh bột cũng khác
nhau (Bảng 1).
Bảng 1. Hàm lượng tinh bột trong một số loại thực vật
Loại thực vật Hàm lượng (%)

Hạt hòa thảo (lúa gạo, lúa mì) 65 – 75
Củ có bột (khoai lang, khoai mì) 10 – 28
Họ đậu (đậu xanh, đậu nành) 50 – 60
Củ ấu 49
(Nguồn: Vũ Trường Sơn và Nhan Minh Trí, 2010)

5
Trong củ ấu tinh bột chiếm một hàm lượng lớn gần 50%, nhiều hơn cả trong các
loại củ dùng để sản xuất tinh bột như khoai tây (18,5%), khoai lang (27,9%) hay sắn
(21,5%), ngoài tinh bột củ ấu còn chứa khoảng 10% protein. Bên cạnh đó, củ ấu
còn chứa các thành phần khác như vitamin và khoáng chất góp phần làm tăng giá trị
dinh dưỡng của củ ấu (Bảng 2).
Bảng 2. Thành phần hóa học trong 100 g củ ấu
Thành phần Đơn vị Hàm lượng
Albumin g 4,5
Lipid g 0,1
Đường các loại g 19,7
Vitamin B
1
g 0,19
Vitamin B
2
g 0,06
Vitamin PP mg 1,5
Vitamin C mg 13
Canxi mg 7
Sắt mg 0,7
Mangan mg 19
Vitamin P mg 93
(Nguồn:Zhenghong Chen, 2000)

2.1.2.2. Tác dụng chữa bệnh và một số cách trị bệnh từ củ ấu
Củ ấu - một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao - giúp giải khát, chống nắng
nóng, chống suy nhược rất tốt.
Theo bản thảo cương mục của Lý Thời Trân, củ ấu vị ngọt chát, tính bình, có công
dụng giải độc dùng chữa tiêu chảy, kiết lỵ, đại tiện ra máu, bệnh dạ dày. Quả sao
cháy dùng chữa nhức đầu, choáng váng và cảm sốt. Vỏ quả sao cho thơm, sắc uống
chữa sốt, chữa mệt nhọc khi bị sốt rét, còn dùng chữa loét cổ tử cung. Toàn cây
chữa trẻ con sài đầu, giải độc rượu, làm cho sáng mắt.
Theo Đông y, củ ấu vị ngọt tính mát. Dịch chiết bằng rượu của củ ấu non ăn sống
có tác dụng phòng ung thư, u bướu.
6
Có thể trị một số bệnh từ củ ấu theo các cách sau:
- Trị các tổn thương trên da mặt, miệng môi ở trẻ suy dinh dưỡng: lá cây củ
ấu phơi khô, tán bột, bôi đắp bên ngoài, tác dụng thanh nhiệt giải độc.
- Trị ăn uống khó tiêu, viêm ruột: củ tươi bỏ vỏ 30 g, gạo nếp 30 g, đường
vừa đủ nấu thành cháo ăn 2 lần trong ngày.
- Trị mệt mỏi, mất sức: củ ấu già luộc chín 150 g, bóc bỏ vỏ ăn ngày 2 lần.
2.1.3. Ấu độc (Ấu tàu)
Ấu tàu hay còn gọi là củ Gấu tàu, là rễ củ của cây Ô Đầu có tên khoa học là
Aconitum fortunei, thuộc họ mao lương Ranunculaceae (hình 5, hình 6).
Ấu tàu thường phân bố ở một số vùng cao biên giới của Việt Nam như Lào Cai,
Tuyên Quang, Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang.
Tuy củ ấu có giá trị dinh dưỡng cao lại giúp chữa được một số bệnh nhưng không
phải loại ấu nào cũng có được những tác dụng như trên, chẳng hạn ấu tàu là một
loại ấu cực độc được xếp vào loại thuốc độc bảng A, độc tính của củ ấu tàu có thể
làm cho người tê cứng chân tay, tắc nghẽn mạch máu, đông máu và chết.
Củ ấu tàu là loại cực độc, thành phần hóa học chủ yếu của củ ấu tàu là aconitin –
một ancaloit – có độc tính cao, thuộc loại thuốc độc bảng A. Độc tính của anconitin
rất mạnh chỉ cần một liều từ 0,02 – 0,05 mg cho 1 kg thể trọng là có thể gây chết
người. Với độc tính này người ta chiết nước của các loại củ này tẩm vào đầu mũi

tên khi săn thú rừng, kể cả voi. Ở nhiệt độ cao, anconitin bị phân hủy thành
benzoylacotin và sau đó là aconin, kém độc hơn anconitin 1000 – 2000 lần. Tuyệt
đối không được uống rượu ngâm ô đầu hoặc nấu cháo ăn sẽ bị ngộ độc chết người.
Từ ô đầu thuốc sống người ta chế ra phụ tử (thuốc chín) ít độc hơn (thuốc độc bảng
B), thường chỉ dùng làm thuốc uống khi đã qua chế biến cẩn thận và được dùng với
liều lượng nhỏ, có sự chỉ định và theo dõi thận trọng của thầy thuốc. Vì thế khi
dùng ô đầu phải thật thận trọng, chỉ dùng xoa bóp dưới dạng rượu thuốc (rễ củ thái
mỏng, ngâm rượu).
Theo các tài liệu y học dân tộc, củ ấu tàu có vị cay tê, tính rất nóng, rất độc tuy vậy
củ ấu tàu cũng được dùng để chữa các chứng phong tê, chân tay nhức mỏi, tê bại
nhưng chỉ bôi hay đắp ngoài da.
Nhận biết ấu tàu
Ấu tàu mọc trên cạn và chỉ có ở vùng núi cao, lá tựa như lá ngải cứu, chia thành ba
thùy, có răng cưa ở nửa trên. Rễ củ hình nón, mọc thành chuỗi, có củ cái, củ con.
Dưới thân cây, rễ cái phình thành củ giống như củ đậu, gọi là củ mẹ. Cạnh cổ rễ cái
mọc ra những củ con. Trên đầu củ con có một búp mang lá ngầm. Sau khi cây nở
7
hoa, củ mẹ sẽ héo và tiêu dần. Củ mẹ thường nhẹ, rỗng, ở giữa màu xám, củ con thì
nặng chắc hơn và lõi màu vàng.








Hình 5. Cây ấu tàu Hình 6. Củ ấu tàu

2.2. TINH BỘT

Tinh bột là một loại chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật. Tinh bột có nhiều trong tự
nhiên, nó được tạo thành do kết quả quang hợp của cây xanh.
Trong các loại lương thực (hạt hoặc củ) đều có chứa một lượng tinh bột khá lớn, do
đó các loại lương thực được coi là nguyên liệu sản xuất tinh bột. Nhìn bề ngoài, tinh
bột là thể bột mịn màu trắng gồm rất nhiều hạt nhỏ (hình 7a).
Hình dáng, cấu tạo và kích thước của các hạt này khác nhau và đặc trưng cho từng
loại cây.
Bản chất tinh bột là một polysaccharide khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị
glucose được nối với nhau bởi các liên kết

- glycozide, có công thức phân tử
(C
6
H
10
O
5
)
n
ở đây n có thể từ vài trăm đến vài ngàn.








Hình 7. a) Tinh bột và b) Mô hình cấu tạo của tinh bột
(a)

(b)

8
2.2.1. Cấu tạo của tinh bột
Tinh bột từ mọi nguồn khác nhau đều được cấu tạo từ amylose và amylopectin
(Meyer,1940), 2 cấu tử này khác nhau cả về tính chất vật lý và hóa học. Các loại
tinh bột đều có khoảng 20 – 30% amylose và 70 – 80% amylopectin. Tùy theo loại
nguyên liệu sản xuất tinh bột mà tinh bột chứa amylose và amylopectin với tỷ lệ
khác nhau (Bảng 3).
Bảng 3. Hàm lượng amylose và amylopectin trong một số loại tinh bột
Loại tinh bột Amylose (%) Amylopectin (%)
Gạo 18,5 81,5
Nếp 0,3 99,7
Bắp 24 76
Đậu xanh 54 46
Khoai tây 20 80
Khoai lang 19 81
Khoai mì 17 83
Lúa mì 25 75
(Nguồn: Bùi Đức Hợi, 2007)
Một số cách để xác định hàm lượng amylose và amylopectin
Chiếc bằng nước nóng: dựa vào độ hòa tan của 2 cấu tử này trong nước nóng để
tách amylose. Cho huyền phù tinh bột ở 60
0
C, sau đó chiết tách dịch hòa tan rồi kết
tủa ở nhiệt độ lạnh nhỏ hơn 20
0
C. Bằng cách này có thể tách được amylose vì
amylose hòa tan trong nước nóng và sẽ kết tủa trở lại khi làm lạnh.
Kết tủa chọn lọc bằng alcohol: dựa vào khả năng tạo phức không tan với một số

rượu: n – butanol, pentanol để tách amylose ra khỏi tinh bột.
n-butanol, pentanol tạo phức
Hấp thụ trên xenlulose: phân tử amylose của tinh bột được hấp thụ trên bông hay
giấy thấm. Bằng cách này có thể đều chế được amylopectin.
Phương pháp sắc ký trên cột photphat kali: có thể dùng phương pháp sắc ký trên cột
photphat kali để phân loại amylose và amylopectin. Khi rửa cột bằng dung dịch
photphat thì amylose bị kéo theo còn amylopectin còn lại trên cột.
9
Phương pháp siêu phân đoạn: amylose và amylopectin thu được bằng các phương
pháp trên dù tinh khiết nhưng vẫn chưa phải là đồng thể. Vì vậy có thể dùng
phương pháp siêu phân đoạn để tách riêng thành từng đoạn đều hơn. Có thể siêu
phân đoạn amylose bằng dung dịch methanol 80% ở các nhiệt độ khác nhau (60, 70,
80 và 90
0
C). Các phân tử amylose được trích ly ở 60
0
C dễ dàng bị thủy phân hoàn
toàn bởi enzyme. Khi nhiệt độ trích ly tăng lên, khả năng thủy phân các phân tử
amylose giảm xuống.
2.2.1.1. Amylose
Cấu tạo phân tử của amylose
Amylose thường ở dạng kết tinh có lớp hydrate bao quanh xen kẻ với amylose kết
tinh không có lớp hydrate. Phân tử amylose có cấu tạo mạch thẳng không phân
nhánh, mỗi mạch có từ 200 đến hàng nghìn gốc glucose liên kết với nhau theo liên
kết

- 1,4 -glycozide (hình 8).
Amylose trong hạt tinh bột, trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa có cấu tạo
mạch đơn giản khi thêm tác nhân kết tủa vào mới có cấu hình xoắn ốc.
Amylose ở trạng thái tinh thể gồm những chuỗi xếp song song nhau trong đó gốc

glucose của từng chuỗi cuộn lại thành hình xoắn ốc, mỗi vòng gồm 6 gốc glucose.
Đường kính xoắn ốc là 12,97A
0
và chiều dài xoắn ốc là 7,91A
0
. Các nhóm hydroxyl
(-OH) của glucose được bố trí ở ngoài vòng xoắn ốc, bên trong là các nhóm C - H.
Nhìn dọc trục xoắn ốc amylose có dạng như một cái ống mà lòng ống có kích thước
vừa đủ 1 phân tử iot chui vào.
Amylose có trọng lượng phân tử khoảng 50.000 – 160.000. Do cấu trúc mạch thẳng
amylose có số gốc hydroxyl tự do nhiều nên dễ tan trong nước ấm, tuy nhiên ở dạng
tinh thể không bền vững khi để yên tinh thể sẽ tách ra.









10






Hình 8. a) Cấu tạo phân tử amylose và b) Mô hình phân tử amylose
Tính chất của amylose

a. Phản ứng với iot (hình 9)
Khi tương tác với iot, amylose sẽ tạo phức màu xanh đặc trưng. Để phản ứng với iot
phân tử amylose phải có dạng vòng hoặc xoắn ốc. Các dextrin có ít hơn 6 gốc
glucose không cho phản ứng với iot vì không tạo được vòng hoàn chỉnh.
Amylose với cấu hình xoắn ốc có thể hấp thu hơn 26% khối lượng iot tương ứng
với mỗi vòng xoắn ốc một phân tử iot. Phản ứng vẫn có thể xảy ra dễ dàng khi dùng
amylose khô phản ứng với hơi iot cũng như cho phản ứng giữa dung dịch amylose
với dung dịch iot. Như vậy nước không phải là yếu tố cần thiết nếu amylose đã có
cấu hình không gian thích hợp để tạo phức, vai trò của nước là để amylose và iot
chuyển động tự do và tạo điều kiện cho việc hình thành xoắn ốc dễ dàng.









Hình 9. Các phân tử iot sắp xếp trong trục xoắn ốc của amylose
b. Phản ứng tạo phức của amylose
Amylose có khả năng tạo phức với một số chất hữu cơ có cực và độ hòa tan khác
nhau trong nước cũng như trong các hợp chất không cực kiểu hydrocacbon:
pentanol, phenol.
(a)
(b)
11
Nghiên cứu các phức chất của amylose với butanol nhận thấy butanol chiếm một vị
trí trong xoắn ốc tương tự như iot nghĩa là cũng ở vị trí theo hướng dọc trục xoắn
ốc.

Phức của amylose với các chất tạo phức thường không tan trong nước nhưng dễ
dàng kết tủa khi để yên trong dung dịch. Các phức sấy khô thường rất bền vững.
2.2.1.2. Amylopectin
Cấu tạo phân tử của amylopectin
Amylopectin là cấu trúc dạng vô định hình, có dạng phân nhánh, mạch chính gồm
các liên kết 1 – 4 glycozide, mạch nhánh gồm các liên kết 1 – 6 glycozide (hình 10).
Mỗi liên kết này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuỗi mạch nhánh
này khoảng 25 – 30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa 100.000 đơn
vị glucose.
Sự khác biệt giữa các phân tử amylose và amylopectin không phải luôn rõ nét vì ở
các phân tử amylose cũng có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính
chất giống amylopectin.
Amylopectin có khối lượng khoảng 2 – 4.10
8
do có cấu trúc nhánh nên liên kết rất
yếu với iot. Phần liên kết được chủ yếu là nhánh ngoài hình thành nên những chất
hấp phụ có màu tím đỏ.
Đối với cấu trúc phân nhánh của amylopectin hiện nay người ta giả thuyết 3 sơ đồ
như sau:
Sơ đồ hình cây của Meyer:
Meyer cho rằng ở mạch thẳng các gốc glucose kết hợp với nhau bằng liên
kết

- 1,4 - glycozide và phân tử không gian phức tạp sẽ được tạo thành nhờ liên
kết

- 1,6 - glycozide. Như vậy trong phân tử có một lượng rất lớn các mạch phụ
nối vào mạch chính bằng nhóm khử.
Khi thủy phân bằng enzyme


- amylase, amylopectin chỉ bị phân giải đến
50 – 60% có nghĩa là liên kết

- 1,6 - glycozide không thuận lợi cho enzyme này.
Nghiên cứu cấu tạo của amilopectin bằng phương pháp thủy phân enzyme này
Meyer cho thấy khoảng cách giữa các điểm phân nhánh bằng 8 – 10 đơn vị glucose
và mỗi nhánh tự do chứa 15 – 18 đơn vị glucose, các tài liệu mới cũng xác nhận
rằng trong phân tử amilopectin có những khoảng cách thậm chí chỉ 1 đơn vị
glucose.


12
Sơ đồ cấu tạo lớp của Hawarth:
Theo Hawarth, phân tử amilopectin không có phần lõi mà do các đoạn mạch
riêng biệt vốn đã được liên kết bằng nối

- 1,4 - glycozide sẽ nối lại với nhau nhờ
liên kết

-1,6 - glycozide.
Sơ đồ đuôi én của Staudinger:
Theo Staudinger, phân tử amilopectin gồm mạch chính tương đối ngắn, các
mạch phụ chứa khoảng 20 gốc glucose được kết hợp vào mạch chính bằng liên kết

- 1,6 - glycozide và 1,3 glycozide.

Hình 10. a) Cấu tạo phân tử amylopectin và b) Mô hình phân tử amylopectin



(a)
(b)